電子產(chǎn)品EMC完善的設(shè)計(jì)依賴于測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)、測(cè)試設(shè)備、診斷設(shè)備，EMC輔助工具的設(shè)計(jì)，EMC工程師的工程經(jīng)驗(yàn)，其中測(cè)試場(chǎng)地和設(shè)備是固定資產(chǎn)投資的關(guān)鍵。目前，大多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)EMC都需要依靠第三方商業(yè)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試能力，導(dǎo)致研發(fā)成本EMC測(cè)試和診斷的成本是巨大的。由于巨大的一次性投資和持續(xù)的維護(hù)成本，一些企業(yè)建立了自己的電波暗室來控制測(cè)試成本，這也降低了他們的財(cái)務(wù)優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)基本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試原理的分析和研究，對(duì)解決了基于開放場(chǎng)原理的半屏蔽測(cè)試場(chǎng)地EMC測(cè)試資源的預(yù)測(cè)具有一定的參考意義。

標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證級(jí)EMC基本標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試場(chǎng)地的分類和性能CISPR16-1-4定義，其中OATS(openareatestsite)10米開放場(chǎng)地是標(biāo)準(zhǔn)定義的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地，取代場(chǎng)地（alternativetestsites）包括氣候屏蔽的開闊場(chǎng)和帶吸波材料的屏蔽室（Absorber-linedshieldedroom）,半電波暗室SAC（Semi-anechoicchamber）是大多數(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)引用的最常見的暗室。

輻射發(fā)射試驗(yàn)的基本原理是利用接收天線測(cè)量受試設(shè)備的直接發(fā)射和地面反射的最大值。因此，開放場(chǎng)是自然最標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)場(chǎng)，半電波暗室利用吸波材料吸收五個(gè)表面的輻射來模擬開放場(chǎng)。測(cè)試距離、邊界、天線高度、NSA(Normalizedsiteattenuation)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了歸一化場(chǎng)地衰減等相關(guān)指標(biāo)。

圖1.輻射測(cè)試原理

圖2.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試場(chǎng)地距離和邊界定義

圖3.帶雨水遮蔽的開闊場(chǎng)

開放式場(chǎng)地是電磁兼容性早期發(fā)展階段性能優(yōu)異、成本低的最佳測(cè)試場(chǎng)地。然而，隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，越來越難找到滿足背景發(fā)射電平限值以下的6dB即30dBuV/m建造認(rèn)證測(cè)試開放場(chǎng)地，昂貴的半電波暗室成為主流方案。作者在預(yù)測(cè)試的半屏蔽場(chǎng)地EMC在R&D活動(dòng)實(shí)踐中，逐步設(shè)計(jì)、開發(fā)和完善了一種非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試場(chǎng)地。與開放式場(chǎng)地和半電波暗室相比，它在方便性、可靠性、準(zhǔn)確性和成本方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在近10年的工程應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用。這里簡(jiǎn)要說明一下基本原理和使用方法，供大家參考。

圖4.半屏蔽場(chǎng)地測(cè)試輻射測(cè)試示意圖

半屏蔽場(chǎng)預(yù)測(cè)原理參考標(biāo)準(zhǔn)10米開放場(chǎng)，但與標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地有下列異同：

1.地板金屬板設(shè)計(jì)與開闊場(chǎng)相同，符合天線接收直接發(fā)射和地面反射的要求；

2.與開闊場(chǎng)輻射發(fā)射限值相比，半屏蔽場(chǎng)需要根據(jù)測(cè)試距離反比計(jì)算轉(zhuǎn)換限值，即3m測(cè)試距離限值比10m限值提高10dB，2m測(cè)試距離限值比10m限值提高14dB，1m測(cè)試距離限值比10米高20米dB；

3.與開放場(chǎng)地相比，半屏蔽場(chǎng)地增加了兩側(cè)垂直金屬墻，在一定程度上阻擋了天線主瓣空間環(huán)境中的噪聲源，保持了射頻空間的開放性，不會(huì)導(dǎo)致半電波暗室的腔諧振；

4.與開放場(chǎng)地的組合天線相比，半屏蔽場(chǎng)地使用雙錐和對(duì)數(shù)天線更加緊湊靈活；

5.與開闊場(chǎng)相比，只測(cè)試EUT半屏蔽場(chǎng)地的直接發(fā)射和地面反射增加了兩個(gè)垂直墻反射EUT從而增加天線接收的發(fā)射EUT信號(hào)提高信噪比，確保測(cè)試結(jié)果不低于標(biāo)準(zhǔn)開放場(chǎng)測(cè)試結(jié)果；

6.與開放場(chǎng)地的低不確定性相比，半屏蔽場(chǎng)地300MHz以下6-10dB在實(shí)踐中，裕量更安全。

7.與開闊場(chǎng)10米的測(cè)試距離相比，半屏蔽場(chǎng)的測(cè)試距離降低到3米或1米，以提高信噪比和限值；

8.與開闊場(chǎng)相比，背景噪音300dBuV/m半屏蔽場(chǎng)地背景噪聲要求3米40米dBuV/m或1米距離50dBuV/m；

9.接收天線放置在與三個(gè)面交角45度的延長(zhǎng)線上，以確保接收三個(gè)面的反射和EUT直射；

從以上比較可以看出，半屏蔽場(chǎng)地借鑒了標(biāo)準(zhǔn)開放場(chǎng)地的原理，通過增加反射和減小測(cè)試距離EUT信號(hào)從環(huán)境背景噪聲中突出，輻射信號(hào)的測(cè)量在沒有屏蔽和吸波設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)。它是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際擴(kuò)展，而不是無源的水。半屏蔽場(chǎng)地不屬于開放場(chǎng)地，不能用于標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證測(cè)試，只能用于EMC研發(fā)工程實(shí)踐中的預(yù)測(cè)試依賴于經(jīng)驗(yàn)豐富的場(chǎng)地預(yù)測(cè)試EMC工程師的設(shè)備操作、參數(shù)設(shè)置、驗(yàn)證和校準(zhǔn)。然而，半屏蔽場(chǎng)地寬松的環(huán)境噪聲電平要求、靈活的場(chǎng)地設(shè)計(jì)和極低的成本自然適合大多數(shù)企業(yè)的內(nèi)部建設(shè)。依靠豐富的經(jīng)驗(yàn)EMC在工程實(shí)踐中，展可以在工程實(shí)踐中盡快找到EMC問題在實(shí)踐中很有意義。

圖5.PCB板級(jí)EMC診斷布置

半屏蔽場(chǎng)地的應(yīng)用不僅可以通過轉(zhuǎn)換限值和系數(shù)進(jìn)行輻射預(yù)測(cè)試，還可以擴(kuò)展到子系統(tǒng)/PCB板級(jí)預(yù)測(cè)試驗(yàn)診斷整改現(xiàn)場(chǎng)——利用天線測(cè)試遠(yuǎn)場(chǎng)電場(chǎng)，近場(chǎng)探頭測(cè)量近場(chǎng)，電流探頭測(cè)量電纜發(fā)射，顯示器放大頻譜曲線，便于比較觀察。如上圖所示，硬件工程師PCB同時(shí)，在遠(yuǎn)場(chǎng)1米處進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)試和近場(chǎng)探頭探測(cè)。通過兩者的直觀比較，可以在設(shè)計(jì)初期準(zhǔn)確掌握初級(jí)研發(fā)樣品EMC直接評(píng)估和優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，有效降低溝通成本EMC檢查工作量。

半屏蔽場(chǎng)地的應(yīng)用不依賴于昂貴的接收器和自動(dòng)化測(cè)試軟件。使用頻譜儀可以完成輻射發(fā)射的預(yù)測(cè)試和診斷，因此預(yù)算成本投資很小，但對(duì)EMC工程師的能力和經(jīng)驗(yàn)要求很高。

配備頻譜儀、天線、傳導(dǎo)阻抗網(wǎng)絡(luò)(用于傳導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試)、電流探頭(用于電纜EMI診斷)、電壓探頭(用于射頻電壓測(cè)試、頻譜測(cè)試)、近場(chǎng)探頭(用于EMI插損夾具(用于探頭校準(zhǔn)和插損試驗(yàn))，ESD槍（用于ESD傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試系統(tǒng)(用于傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試)。

SURGE/EFT用于浪涌和脈沖群標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的組合波發(fā)生器和耦合網(wǎng)絡(luò)EMC測(cè)試診斷能力，特別是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試暗室所不具備的分析診斷能力。實(shí)際上，場(chǎng)地在EMC在預(yù)測(cè)試驗(yàn)和診斷分析中都取得了良好的應(yīng)用效果，在此推薦給大家。